Article or book title, author's surname, DOI

Silicon photovoltaic converters with nano composite thick film coatings

Н.М. Ушаков1, В.Я. Подвигалкин2, И.Д. Кособудский3

research article Pages: 190-194

  1. 1 д.ф.-м.н., зав. лабораторией субмикронной электроники, Саратовский филиал ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН; профессор, кафедра «Радиоэлектроника и телекоммуникации», Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А
  2. 2 к.т.н., вед. инженер, лаборатория субмикронной электроники, Саратовский филиал ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН
  3. 3 д.х.н., вед. науч. сотрудник, лаборатория субмикронной электроники, Саратовский филиал ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН; профессор, кафедра общей химии, Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А

Abstract

The paper presents a new design of the photoelectric converter with the polymer nanocomposite coatings and the results of the ex-perimental study of it. It is shown that the efficiency increasing of the photoelectric conversion is possible through the use of anti-reflective nanocomposite coatings and development of the solar cell basic design. In order to increase the active surface photocon-version, it is suggested to create in the active element PEC transparent areas in form of a truncated cone or trapezoidal prism selectively and anisotropically etched in the semiconductor (silicon) solar cell board. Etched cavity have to filled with illuminating nanocomposite of (1-3 wt.%) Ag-PMMA. A composite coating in a form of the glass phase comprising diamond modified spherical microparticles covered by the metal nanoparticles (e.g., zinc) is applied to the reverse side of the board PEC. Thick-film coatings further increases as the quantum yield of the photoelectric effect with an enlarged active area of solar cells, as the mechanical strength etched perforated board. The possibility of increasing the efficiency of the photoelectric converter in the form of solar cell element with the polymeric nanocomposite coatings by 8−10% is shown. The use of non-homogeneous polymer thick film with scattering diamond microparticles allows to increase the efficiency of standard solar cells by 35%.

How to cite

Ушаков Н.М., Подвигалкин В.Я., Кособудский И.Д. Кремниевые фотоэлектрические преобразователи с нанокомпозиционными толстопленочными покрытиями // Радиотехника. 2016. № 10. С. 190–194.

References

 

  1. Kljujj N.I., Litovchenko V.G., Lukjanov A.N. i dr. Vlijanie uslovijj osazhdenija na prosvetljajushhie svojjstva almazopodobnykh uglerodnykh plenok dlja solnechnykh ehlementov na osnove kremnija // ZHTF. 2006. T. 76. № 5. S. 122−126.
  2. Du H., Ng S.H., Neo K.T. et al. Inorganic - Polymer Nanocomposites for Optical Applications // Proc. of Multifunctional Nanocomposites 2006. 20−22 September 2006. Honolulu. Hawaii. USA.
  3. Pat. RF № 2456710. Nanokompozicionnoe prosvetljajushhee pokrytie v vide tolstojj plenki i sposob ego poluchenija / Gadomskijj O.N., Ushakov N.M., Podvigalkin V.JA., Muzaljov P.A., Kulbackijj D.M., Kosobudskijj I.D. / Prioritet ot 18.01.2011; opubl. 20.07.2012 g. Bjul. № 20.
  4. Soboleva N.A., Berkovskijj A.G., CHechik N.O. i dr. Fotoehlektronnye pribory / Pod red. D.V. Zernova. M.: Nauka. 1965. 592 s.
  5. Pat. RF № 2549686. Fotoehlektricheskijj preobrazovatel s nanostrukturnymi pokrytijami / Ushakov N.M., Podvigalkin V.JA., Kosobudskijj I.D. / Prioritet ot 05.11.2013, opubl. 27.04.2015. Bjul. № 12.
  6. Svechnikov G.S. EHlementy integralnojj optiki. M.: Radio i svjaz. 1987. 104 s.
  7. Muzalev P.A., Kosobudskijj I.D., Kulbackijj D.M., Ushakov N.M. Polimernye kompozicionnye materialy na osnove polimetilmetakrilata s nanochasticami serebra, sintez i opticheskie svojjstva // Materialovedenie. 2011. № 5. S. 18−21.
  8. Muzalev P.A., Kosobudskijj I.D., Ushakov N.M., Kulbackijj D.M. Poluchenie nanokompozionnykh materialov s matricejj poligidroksiehtilmetakrilata (PHEMA) i chasticami serebra dlja opticheskikh pokrytijj // Izvestija VUZov. Ser. KHimija i khimicheskaja tekhnologija. 2011. T. 54. № 4. S. 97−101.
  9. Gadomskijj O.N., Altunin K.K., Ushakov N.M. Idealnoe opticheskoe prosvetlenie kompozitnykh plenok, aktivirovannykh sfericheskimi nanochasticami // Pisma v ZHEHTF. 2009. T. 90. № 4. S. 273−278.
  10. Gadomskijj O.N. Ushakov N.M. Optika sred s kvazinulevym pokazatelem prelomlenija. Fundamentalnye osnovy, nanotekhnologii i prilozhenija / Palmarium Academic Publishing, OmniScriptum GmbH&Co. KG. 2015. 437 s. ISBN: 978-3-659-60180-4.